آدرس: تهران - میدان انقلاب - روبروی سینما بهمن - نبش خیابان منیری جاوید - آموزشگاه فن و کار
اصل کار یک موتور الکتریکی عمدتاً به تعامل میدان های مغناطیسی و الکتریکی بستگی دارد. در این نوشته آموشگاه فن و کار انواع موتورهای الکتریکی و اساس کار آنها توضیح داده شده است.
موتور چیزی نیست جز یک ماشین الکترومکانیکی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. به عبارت دیگر دستگاهی که قدرت چرخش تولید می کند موتور نامیده می شود. اصل کار یک موتور الکتریکی عمدتاً به تعامل میدان های مغناطیسی و الکتریکی بستگی دارد. در این نوشته آموشگاه فن و کار انواع موتورهای الکتریکی و اساس کار آنها توضیح داده شده است.
فهرست مطالب :
آموزشگاه فن و کار دوره کامل و جامع آموزش سیم پیچی موتور های تک فاز و سه فاز را بصورت عملی در کارگاههای مجهز برگزار می کند. این دوره ویژه بازار کار بوده و تحت نظارت سازمان فنی حرفه ای برگزار می شود. در پایان دوره مدرک بین المللی سیم پیچی موتور به کارآموزان اعطا می شود. برای مشاهده سرفصل های کامل و اطلاعات بیشتر این دوره روی تصویر زیر کلیک نمایید:
می توان گفت بیشتر موتورهایی که در صنعت و وسایل خانگی مانند آسانسور ها، بالابرها، کولر های آبی و… استفاده می شوند از نوع موتورهای آسنکرون هستند. این نوع موتورها بصورت تک فاز و سه فاز در صنعت طراحی و بکار می روند. اغلب این نوع موتورها از روترهای قفسه سنجابی استفاده می کنند.
در موتورهای آسنکرون، روی روتر به هیچ عنوان سیم پیچی وجود ندارد و از مفتول های آلومینیومی مورب شکل و استاتور در تعداد شیارهای مختلف که سیم پیچی می شود، تشکیل شده است. زمانی که روتر داخل استاتور قرار می گیرد طبق اساس کار موتورهای الکتریکی، روتر تابع یک میدان شروع به حرکت می کند.
در موتورهای سنکرون علاوه بر اینکه استاتور سیم پیچی و به برق 380 ولت سه فاز وصل می شود، روتری که در وسط استاتور قرار گرفته نیز سیم پیچی و به برق DC متصل می شود. این روتر که به آن روتر های قطب برجسته هم گفته می شود به برق AC یا شبکه 380 ولت وصل نمی شوند. همانطور که در تصویر زیر مشاهده می کنید علامت ضربدر و نقطه به معنای ورود و خروج جریان است.
موتورهای سنکرون بیشتر در جاهایی استفاده می شوند که سرعت ثابتی مورد نیاز باشد و بیشتر به عنوان کنداکتور سنکرون بجای بانک های خازنی در کارخانجات کاربرد دارند. این نکته را در ذهنتان داشته باشید که از تکنولوژی سنکرون بیشتر در بحث ژنراتورها استفاده می شود. و اگر به نیروگاههای تولید برق سر بزنید، بیشتر ژنراتورهایی که برای تولید برق استفاده می شوند از نوع ژنراتور سنکرون هستند.
خود کلمه آسنکرون به معنای ناهمزمانی است. توضیح اینکه زمانی که روتر سیم پیچی و توسط تخته کلم به برق متصل می شود ، در سطح استاتور یک میدان مغناطیسی ایجاد می شود و زمانیکه روتر در وسط این میدان مغناطیسی قرار می گیرد به مفتول های روتر نیز نیرو وارد می شود و چون در این مفتول ها جریان جاری شده است اطراف تک تک مفتول ها میدان مغناطیسی تولید می شود. بنابراین می توان گفت از طریق القای متقابل استاتور نسبت به روتر می توان دو میدان مغناطیسی ایجاد کرد که تابع یک دور می چرخند: میدانی که روتر توسط مفتول ها تولید کرده و میدانی که استاتور تولید کرده است. اگر این دو میدان با همدیگر برابر باشند سنکرون و اگر برابر نباشند آسنکرون نامیده می شود.
فرض کنید میدان مغناطیسی موتور سیم پیچی شده 3000 دور در دقیقه گردش داشته باشد و میدان مغناطیسی روتر 2800 دور در دقیقه باشد، در این حالت میدان مغناطیسی روتر با یک ناهمزمانی استاتور را دنبال می کند و به دلیل این ناهمزمانی آسنکرون نامیده می شوند. اما در موتورهای سنکرون اگر میدان مغناطیسی استاتور 3000 دور در دقیقه باشد، روتر نیز با همان میزان سرعت چرخش دارد و میدان مغناطیسی استاتور را دنبال می کند.
در تفاوت دیگر تجهیز نگهداشتن موتورهای آسنکرون به دلیل ساده بودن ساختمان آنها بسیار راحت تر و مقرون به صرفه است. و چون در این موتورها روتر سیم پیچی نمی شود بحث سوخت روتر نیز وجود ندارد و بیشتر، سیم پیچی های استاتور است که در معرض آسیب قرار دارد.
در موتورهای سنکرون به این دلیل که علاوه بر استاتور، روتر نیز سیم پیچی می شود و به برق dc متصل است؛ بنابراین یکی از معایب این موتورها این است که اگر بخواهیم از موتور سنکرون در جایی استفاده کنیم حتما باید در کنار برق 380 ولتی که از شبکه گرفته می شود، یک منبع تغذیه dc هم وجود داشته باشد؛ علاوه بر این، در این موتورها هم احتمال سوخت سیم پیچی روتر وجود دارد هم احتمال سوخت سیم پیچی استاتور. این موضوعات سبب می شود هزینه تجهیز و نگهداری موتورهای سنکرون نسبت به موتورهای آسنکرون بیشتر باشد.
موتورهای یونیورسال هم می توانند با برق AC و هم می توانند با برق DC کار کنند. مانند موتورهای دریل ، فرز ، جاروبرقی ، آبمیوه گیری و… که از نوع موتورهای یونیورسال هستند.
در موتورهای یونیورسال از قطب بالشتک استفاده می شود و در واقع استاتور جای خود را به بالشتک داده است. بالشتک از دو کلاف روبروی هم تشکیل شده است که به برق 220 ولت وصل می شود. در وسط بالشتک نیز آرمیچر سیم پیچی شده قرار دارد که سرهای سیم پیچ به قطعه ای به نام کلکتور می رسد. کلکتور بسته به نوع طراحی از تیغه های 12 یا 24 شیار تشکیل می شود. تک تک تیغه های کلکتور به ابتدا و انتهای کلاف ها وصل می شود و از طریق جاروبک یا زغالی که در تصویر مشاهده می کنید به سیم پیچی های آرمیچر برق رسانی می شود. در واقع می توان گفت این سیم پیچ ها نقش همان مفتول های آلومینیومی در موتورهای اسنکرون را دارند.
موتورهای یونیورسال دور بالا حدود 17 یا 18 هزار دور در دقیقه دارند و اگرچه استفاده از آنها در صنعت نیز به وفور دیده می شود، بیشترین کابردشان 220 ولت خانگی است و بیشتر در وسایلی مانند دریل، فرز و.. استفاده می شوند.
موتورهای DC صرفا با برق دی سی کار می کنند و بجای اینکه از استاتور و بالشتک استفاده کنند از دو قطب آهنربا استفاده می شود که در وسط آن آرمیچر قرار دارد. ساختمان موتورهای DC شبیه ساختمان موتورهای یونیورسال است با این تفاوت که در موتورهای یونیورسال استاتور جای خود را به بالشتک داده و در مورتو های دی سی بجای بالشتک از قطب های آهن ربای ثابت استفاد شده است. اما آرمیچر ، کلکتور و زغال در این موتورها نیز کماکان وجود دارد.
از موتورهای DC صرفا در مواقعی که فقط برق DC وجود دارد، استفاده می شود مانند آرمیچرهایی که در ضبط های قدیمی وجود داشت. اگر چه رنج ولت می تواند متفاوت باشد اما سطح ولتاژ قطعا DC است.
موتورهای DC به 5 نوع اصلی به صورت زیر طبقه بندی می شوند:
موتور شنت DC: موتوری که سیم پیچ میدان و سیم پیچ آرمیچر آن به صورت موازی به هم متصل شده اند به عنوان موتور شنت شناخته می شود. نام دیگر این موتور، موتور DC کلافی شنت است که نوع سیم پیچ آن به نام سیم پیچی شنت شناخته می شود.
موتور با تحریک جداگانه: موتوری که با استفاده از منبع تغذیه جداگانه به استاتور و روتور موتور متصل می شود به عنوان موتور با تحریک جداگانه شناخته می شود، به طوری که می توان شنت موتور را کنترل کرد و سیم پیچ آرمیچر را برای تولید شار تقویت کرد.
موتور سری DC: در موتورهای سری DC سیم پیچ های روتور به صورت سری به هم متصل می شوند. اصل کار این موتور به قانون الکترومغناطیسی بستگی دارد. طبق این قاعده، هرگاه بتوان میدان مغناطیسی در اطراف هادی ایجاد کرد، از میدان خارجی برای به دست آوردن سرعت چرخش استفاده می شود. این موتورها عمدتاً در موتورهای استارت مورد استفاده در آسانسور و اتومبیل استفاده می شوند.
موتور PMDC: نام کامل موتور PMDC، موتور DC مغناطیسی دائمی (Permanent Magnet DC motor) است. این یک نوع موتور DC است که در آن موتور الکتریکی می تواند از یک آهنربای دائمی تشکیل شود تا میدان مغناطیسی برای کارکرد لازم باشد.
موتور کمپوند DC: موتور کمپوند DC یک جزء مخروطی از موتور سری DC به موتور شنت DC است. هر دو میدان شنت و سری در داخل این موتور وجود دارند. در چنین موتوری می توان استاتور و روتور را با ترکیب سیم پیچ های سری و شنت به یکدیگر متصل کرد.
تکنولوژی ساخت این موتورها نسبت به موتورهای دیگر خاص تر است و از تجهیزاتی مانند سنسور فیدبک، سنسور اثر حال و یک سری تجهیزات دیگر در آنها استفاده شده است و در جاهای خاصی مانند استفاده در ربات ها و سی ان سی کاربرد دارند. موتورهای خاص در واقع مطیع هستند و هر طور که فرمان داده شود به همان صورت فرمان پذیر هستند. مانند سروو موتور ها و استپ موتورها که بصورت لحظه ای و پلکانی کار می کنند. در تصویر زیر نمایی از سروو موتور و استپ موتور را مشاهده می کنید.
در استپ موتور ها هر کدام از سیم پیچ ها در بازه زمانی مختلف در میدان مغناطیسی گرفته و شروع به حرکت می کنند. در واقع چون میدان مغناطیسی سیم پیچ ها را قطع می کند حرکت پلکانی رخ می دهد. این نوع موتورها بیشتر در ساخت ربات ها استفاده می شوند. برای مثال با این موتورها می توان به ربات فرمان داد که مثلا 15 درجه به راست و یا 15 درجه به چپ حرکت کند. و همانور که گفته شد چون این موتورها سنسور اثر حال و سیستم فید بک دارند می توانند موقعیت مکانی روتر را بسنجند. از این رو به این موتورها اصطلاحا موتورهای مخصوص گفته می شود.
موتورهای هدف خاص شامل موتورهای زیر است:
استپر موتور: استپر موتور با هدف پیشرفت اختراع شد. همه ما می دانیم که زاویه چرخش کامل برای یک روتور معمولی 180 درجه است. با این حال، برای یک استپر موتور معمولی، زاویه چرخش کامل 10 درجه در 18 پله است. در نتیجه می تواند در مراحل بی شماری تغییر کند. این بدان معنی است که روتور برای یک چرخش کامل 18 بار با سرعت 10 درجه حرکت می کند. این موتور در پلاترها، ساخت مدار و تجهیزات کنترل فرآیند کاربرد دارد.
موتورهای DC بدون جاروبک: موتورهای DC بدون جاروبک برای عملکرد عالی در فضای کمتر نسبت به موتورهای براشلس اختراع شدند. این موتور در مقایسه با مدل موتور AC کمتر وجوود دارد. یک کنترلر در موتور الکتریکی تعبیه شده است تا فرآیند را در غیاب کموتاتور و حلقه لغزش تسهیل کند.
موتور هیسترزیس: عملکرد موتور هیسترزیس از نوع بسیار منحصر به فرد است. نیروی مورد نیاز برای عملکرد این موتور توسط هیسترزیس و جریان گردابی به دست می آید. اینکه موتور به صورت تک فاز یا سه فاز کار کند به ساختار آن بستگی دارد.
این موتور همچنین عملکرد بسیار آسانی را با سرعت ثابت مانند موتور ناهمزمان یا آسنکرون ارائه می دهد. این موتور بسیار بی صدا است و بدون هیچ گونه صدایی کار می کند. به همین دلیل است که در بسیاری از برنامه های پیچیده مانند پخش کننده صدا، ضبط کننده صدا و غیره استفاده می شود.
موتور رلوکتانس: موتور رلوکتانس نوعی موتور سنکرون تک فاز است. ساختار این موتور مشابه موتورهای القایی است. طراحی روتور شبیه قفس سنجابی است و موتور شامل سیم پیچ اصلی و سیم پیچ کمکی داخل استاتور می باشد. سیم پیچ های کمکی در راه اندازی موتور مفید هستند.
همانطور که آنها یک عملیات پیشنهادی سطح را با سرعت ثابت ارائه می دهند. این موتورها معمولاً در برنامه های همگام سازی از جمله ژنراتورهای سیگنال، ضبط کننده ها و غیره استفاده می شوند.
آموزشگاه فن و کار بیش از صد و پنجاه دوره پردآمد فنی را بصورت عملی در کارگاههای مجهز و با ارئه مدرک فنی حرفه ای برگزار می کند. برخی از دوره هایی که در دپارتمان اتوماسیون و کنترل ابزار این مجموعه ارائه می شود شامل دوره های آموزش برق صنعتی ، آموزش plc ، آموزش تابلو برق صنعتی ، آموزش آسانسور و… می باشد. تمامی دوره ها با هدف آماده سازی کارآموزان برای ورود به بازار کار و تمرکز بر یادگیری عملی برگزار می شود. برای دریافت اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان از طریق شماره 02166577385 با ما تماس بگیرید.
